环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料及其制备方法，包括以下步骤：将10％

【技术实现步骤摘要】
环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环境空气净化
，尤其涉及一种环保可降解的抗病毒空气过滤纳米纤 维材料的及其制备方法。

技术介绍

[0002]患有呼吸道传染病的病人，通过呼出气、喷嚏、咳嗽、痰和鼻涕等，可将病原体传播给 他人，对群众的健康造成很大的隐患。多种公共场所及居家室内都需要对空间进行杀菌消毒 净化，其中最高效的方法就是利用空气净化过滤方法进行杀菌消毒。
[0003]因此市场对高效多功能的过滤材料需要急剧增加，现阶段市场上有各种针对空气提供杀 菌消毒、降尘除霾、祛除有害装修残留以及异味等功能的过滤材料。但现有材料的主要基材 为PP等难降解材料，同时其具备的杀灭、降尘和除异味功能大部分是通过后期表面修饰获 得的抗病毒功能，其功能结构极易脱落和饱和失效；同时基材均为疏水结构无法有效捕集空 气中的病毒和细菌，进一步由于现有熔纺技术生产的纤维滤料尺寸只能停留在微米级，对 0.1
‑
0.3μm的颗粒的截留能力弱，而往往该尺寸颗粒更容易携带病毒穿透过滤层，使过滤 层失效。同时，滤网在使用过后将成为废弃物，需要进一步的处理，现有材料均会造成大量 的白色垃圾污染。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的缺陷与不足，提供一种环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料及 其制备方法。
[0005]本专利技术提供以下技术方案：环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料的制备方法，包括 如下步骤：
[0006]S1、将10％
‑
30％的50
‑
100nm抗病毒纳米粒子加入到含有0.5
‑
1％表面活性剂的水溶液中进 行超声分散；
[0007]S2、在上述溶液中，将质量30
‑
60％的PBAT聚合物粉末加入到上述溶液中继续搅拌至均匀 后，烘干得到初始底料A；
[0008]S3、进一步将相对于所述初始底料A质量30
‑
60％的可降解合成高聚物粉末加入到所述初 始底料A中，在高速搅拌混合均匀后，进行混熔，混熔温度为160
‑
220℃；
[0009]S4、将上述混溶体通过螺杆挤出装置进行造粒，并过200目筛，其中工作温度在180
‑ꢀ
250℃之间，得到颗粒在烘干后形成熔喷母粒；
[0010]S5、将所述熔喷母粒熔融纺丝，所述熔喷母粒被加热形成熔体的过程中经过升温过程， 到达最终熔体温度为180
‑
230℃，喷丝孔处的剪切速率为800
‑
1500S
‑1，后加热器的温度为 180
‑
250℃，冷却吹风速度为0.3
‑
0.5m/s，吹风温度为20
‑
30℃，一辊速度为800
‑
1000 m/min，其热辊后的牵伸倍率较母粒提高6
‑
9倍，得到所述环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤 维材料。
[0011]进一步地，所述可降解合成高聚物为聚羟基丁酸脂(PHB)、聚羟基戊酸脂(PHBV)、
聚乳 酸(PLA)的组合物，所述组合物为将聚羟基丁酸脂、聚羟基戊酸脂、聚乳酸按质量比为 1:1～10:1：10混合形成固相混合物。
[0012]进一步地，其特征在于，所述聚合物PBAT和所述可降解聚合物的加入顺序必须为PBAT 在先，两种聚合物的复配，在调控的熔喷条件下由于聚合物粘度及分子量的不同，高分子量 部分成分被二次拉伸，进而生成纳米级的熔喷纤维。
[0013]进一步地，所述聚合物PBAT的分子量在5
‑
10万之间。
[0014]进一步地，所述聚羟基丁酸脂的分子量在18
‑
30万之间。
[0015]进一步地，所述程序升温过程的升温速率为每分钟20
‑
50℃。
[0016]进一步地，所述表面活性剂为包括但不限于十二烷基苯磺酸钠，月桂醇硫酸钠，壬基酚 聚氧乙烯醚等。
[0017]进一步地，所述抗病毒纳米粒子为纳米铜、纳米氧化亚铜或纳米氧化锌中的一种或几 种。
[0018]本专利技术还提供上述方法制备得到的环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料。
[0019]本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
[0020]1、本专利技术提供的环保可降解的抗病毒空气过滤纳米纤维材料，其中含有的纳米铜结构 可有效的杀灭病毒和细菌；同时，所采用的的聚合物具有一定的亲水性，增加了对微生物的 捕集灭活能力，对多种病原菌、流感病毒、冠状病毒的杀灭能力可达到99.5以上％。
[0021]2、本专利技术提供的一种环保可降解的抗病毒空气过滤纳米纤维材料的制备方法，所用的 原材料均为可降解聚合物，无毒无害，在使用过程中结构稳定，在需要处理时可以高效的降 解。
[0022]3、本专利技术提供的一种环保可降解的抗病毒空气过滤纳米纤维材料的制备方法，所制备 的熔喷纤维可达到纳米级，可有效截留0.1
‑
0.3μm颗粒物。
[0023]4、本专利技术提供的环保可降解的抗病毒空气过滤纳米纤维材料生产过程简单、环保且能 耗低；且通过调整熔喷的参数可使其形态具有多样性。
[0024]5、本专利技术主要区别与其他抗病毒纤维材料的制备方法，不需要添加表面改性剂，PBAT 材料与抗病毒纳米粒子铜、氧化亚铜、氧化锌天然融合，通过聚合物PBAT和所述可降解聚 合物的加入顺序必须为PBAT在先，通过两种聚合物的复配，在调控的熔喷条件下由于聚合 物粘度及分子量的不同，高分子量部分成分被二次拉伸，进而生成纳米级的熔喷纤维，突破 了现有技术中通过熔喷只能生成微米级别的熔喷纤维的技术瓶颈，并具有亲水性可更高效捕 获病毒和细菌，并且由于其中加入了可降解的不同成分组成可降解合成高聚物来制备纳米级 熔喷纤维，具有绿色环保的优点。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1提供的方法制备得到的纳米纤维结构扫描电镜照片。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述 的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施
例，本领 域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护 的范围。
[0027]实施例1
[0028]本实施例提供的环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
[0029]S1、将10％的50nm的纳米铜加入到含有0.5％十二烷基苯磺酸钠的水溶液中进行超声分 散；
[0030]S2、在上述溶液中，将质量30％的PBAT聚合物粉末加入到上述溶液中继续搅拌至均匀 后，烘干得到初始底料A；
[0031]S3、进一步将相对于初始底料A质量30％的可降解合成高聚物粉末加入到初始底料A中，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将10％
‑
30％的50
‑
100nm抗病毒纳米粒子加入到含有0.5
‑
1％表面活性剂的水溶液中进行超声分散；S2、在上述溶液中，将质量30
‑
60％的PBAT聚合物粉末加入到上述溶液中继续搅拌至均匀后，烘干得到初始底料A；S3、进一步将相对于所述初始底料A质量30
‑
60％的可降解合成高聚物粉末加入到所述初始底料A中，在高速搅拌混合均匀后，进行混熔，混熔温度为160
‑
220℃；S4、将上述混溶体通过螺杆挤出装置进行造粒，并过200目筛，其中工作温度在180
‑
250℃之间，得到颗粒在烘干后形成熔喷母粒；S5、将所述熔喷母粒熔融纺丝，所述熔喷母粒被加热形成熔体的过程中经过升温过程，到达最终熔体温度为180
‑
230℃，喷丝孔处的剪切速率为800
‑
1500S
‑1，后加热器的温度为180
‑
250℃，冷却吹风速度为0.3
‑
0.5m/s，吹风温度为20
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30℃，一辊速度为800
‑
1000m/min，其热辊后的牵伸倍率较母粒提高6
‑
9倍，得到所述环保可降解抗病毒空气过滤纳米纤维材料。2.根据权利要求1所述的环保可降...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世阳，张静姿，唐量，吴明红，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：